机械工程学报

作者：齐磊, 费嘉文, 温建锋, 涂善东

单位：华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室 上海 200237

关键词：多裂纹,裂纹干涉,合并准则,延性断裂,有限元分析；

基金：国家自然科学基金（51875203，52122506）、上海市东方学者岗位和中央高校基本科研业务费资助项目。

多裂纹的扩展与合并行为显著影响工程构件的剩余强度与使用寿命。为获得裂纹合并规律，对含不同长度和不同相对位置的非等长穿透双裂纹平板试样进行了拉伸试验，并基于延性损伤模型开展了有限元分析。结果表明，数值模拟中裂纹张口位移变化、扩展与合并行为与试验结果一致。此外，非等长穿透双裂纹长度及相对位置的变化，显著影响裂纹尖端的应力三轴度分布，进而影响双裂纹的合并行为。通过大量数值模拟分析，提出一种基于裂纹长度和相对位置的新合并准则。对照71组试验结果发现，新合并准则预测准确率高达84.5%；对照274组数值模拟结果发现，准确率高达91.2%。所提出的拉伸载荷下裂纹合并准则不仅具有显著高于现行含缺陷结构安全评定标准中合并准则的准确率，并且具有必要的保守性，可为工程构件中多裂纹合并与否提供有效判断。

来源：2023年第2期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2023年第2期